用于估计电池的SOC的装置和方法与流程

文档序号:19158346发布日期:2019-11-16 01:05阅读:258来源:国知局
用于估计电池的SOC的装置和方法与流程

本申请要求于2017年11月1日在韩国提交的韩国专利申请no.10-2017-0144925的优先权,其公开内容通过引用并入本文。

本公开涉及一种用于估计电池的状态的技术,更具体地,涉及一种用于估计作为电池的状态的充电状态(soc)的装置和方法。



背景技术:

近年来,对诸如笔记本电脑、摄像机和便携式电话的便携式电子产品的需求急剧增加,能量存储电池、机器人和卫星已经得到了积极发展。因此,正在积极研究允许重复充电和放电的高性能二次电池。

目前市售的二次电池包括镍镉电池、镍氢电池、镍锌电池、锂二次电池等。在它们中,与镍基二次电池相比,锂二次电池几乎没有记忆效果,因此由于诸如自由充电和放电、低自放电率和高能量密度的各种优点而备受关注。

特别地,随着碳能量逐渐耗尽并且对环境的兴趣增加,对混合动力电动车辆和电动车辆的需求最近在全世界增加。混合动力电动车辆或电动车辆使用电池组的充电/放电能量来获得车辆驱动电力。因此,与仅使用发动机的车辆相比,燃料经济性优异并且污染物不排放或减少,这从许多消费者接受了积极响应。由于此原因,更多的关注和研究集中在用于车辆的电池上,其是混合动力电动车辆和电动车辆的核心部件。

关于电池的一个最重要的问题是精确地弄清楚电池的当前状态。电池的状态可以包括各种因素,其中soc信息可以被认为是作为电池的状态信息的非常重要的信息。

通常,电池用于诸如车辆和蜂窝电话的各种移动设备,并且预测可用时间是非常重要的。soc是用于弄清楚电池可用多长时间的度量,这可以被认为是对用户使用该设备的非常重要的信息。由于此原因,诸如膝上型电脑、蜂窝电话和车辆的一般安装有电池的设备估计电池的soc,获得诸如电池的可用时间和可用容量的信息,并将信息提供给用户。

电池的soc通常表示为作为百分比的、与完全充电容量(fcc)相比的电池的剩余容量。到目前为止,已经使用或建议了各种技术作为估计电池的soc的方法。代表性soc估计方法是使用电流积分方法来估计soc。在电流积分方法中,通过对电池的输入/输出电流进行积分并且将输入电流加到初始容量/将输出电流从初始容量中减去来获得soc。

然而,在电流积分方法中,由于通过安装在电池的充电和放电路径上的电流传感器测量的电流来估计soc,电流传感器的精确感测是非常重要的。然而,由于诸如故障或劣化的因素,由电流传感器感测的电流值可能与实际电流不同。因此,在传统的电流积分方法中,估计的soc值的精度可能会根据电流传感器的情况而劣化。

最近,已经提出了用于使用扩展卡尔曼滤波器(ekf)来估计电池的soc的技术。然而,用于使用扩展卡尔曼滤波器来估计电池的soc的技术通常使用电路模型来进行电池建模。然而,电路模型在精度方面表现出稍高的误差率。另外,如果使用扩展卡尔曼滤波器,则当发生误差时,可以通过使用增益值将有误差的值收敛到实际值。因此,如果误差率大,则收敛需要大量时间。

另外,除了用于估计电池的soc的电路模型之外,还提出了各种其他电池建模技术。然而,在每个建模技术中,如果精度高,则由于计算的复杂性则消耗了大量时间,并且将大量负荷施加于计算设备。同时,如果计算简单,则精度会恶化。



技术实现要素:

技术问题

本公开旨在解决相关技术的问题,并且因此本公开旨在提供一种用于估计电池的soc的装置和方法,其可以在减少计算负荷和时间的情况下确保高精度,并且本公开旨在提供一种包括该装置的电池组。

本公开的这些和其他目的和优点从以下详细描述中可以理解,并且从本公开的示例性实施例将变得更加明显。而且,将容易理解的是,本公开的目的和优点可以通过所附权利要求中示出的装置及其组合来实现。

技术方案

在本公开的一个方面,提供了一种用于估计电池的充电状态(soc)的装置,包括:测量单元,其被配置为测量电池的状态信息;第一核心单元,其被配置为基于由测量单元测量的电池的状态信息,通过应用第一电池建模技术来估计电池的第一soc;第二核心单元,其被配置为基于由测量单元测量的电池的状态信息,通过应用与第一电池建模技术不同的第二电池建模技术来估计电池的第二soc,其中第二核心单元将所估计的第二soc发送到第一核心单元,并且其中第一核心单元通过反映由第二核心单元发送的第二soc来估计电池的第一soc。

这里,与第一电池建模技术相比,第二电池建模技术可具有相对更长的计算时间。

另外,第一电池建模技术可以是电路建模技术,且第二电池建模技术可以是电化学建模技术。

另外,第一核心单元可以周期性地接收第二soc并反映所接收的第二soc以估计第一soc。

另外,第一核心单元和第二核心单元可以分别周期性地估计第一soc和第二soc,并且与第一核心单元的第一soc估计的循环相比,第二核心单元可以以更长的循环估计第二soc。

另外,根据本公开的用于估计电池的soc的装置还可以包括:更新单元,其被配置为周期性地发送第二核心单元的第二soc估计结果作为第一核心单元的输入值。

另外,更新单元可以从第一核心单元和第二核心单元接收第一soc估计结果和第二soc估计结果,并且将最近接收的估计结果发送到第一核心单元。

另外,测量单元可以测量电池的电流、电压和温度中的至少一个作为电池的状态信息。

在本公开的另一方面,还提供了一种包括用于根据本公开估计电池的soc的装置的电池组。

在本公开的另一方面,还提供了一种用于估计电池的soc的方法,包括:测量电池的状态信息;基于所测量的电池的状态信息,通过应用第一电池建模技术来估计电池的第一soc;基于所测量的电池的状态信息,通过应用与第一电池建模技术不同的第二电池建模技术来估计电池的第二soc;以及,基于在第一soc估计步骤中估计的第一soc和在第二soc估计步骤中估计的第二soc中的至少一个,来估计下一循环的第一soc。

有益效果

根据本公开,通过使用多核可以进一步改进估计电池的soc的性能。

具体地,根据本公开的实施例,多个核心可以通过不同的电池建模技术来估计soc以补充估计结果。

因此,根据本公开的实施例,可以快速且精确地估计电池的soc。

另外,根据本公开的实施例,可以通过控制至少一些核心的计算循环来防止将大的负担施加于诸如特定核心或包括核心的mcu的计算设备。

附图说明

附图说明了本公开的优选实施例,并且与前述公开一起用于提供对本公开的技术特征的进一步理解,并且因此,本公开不应被解释为限于附图。

图1是示意性地示出根据本公开的实施例的用于估计电池的soc的装置(在下文中,也称为“电池soc估计装置”)的功能性配置的框图。

图2是示意性地示出根据本公开的实施例的在电池soc估计装置处采用的组件的操作的视图。

图3是示意性地示出根据本公开另一实施例的电池soc估计装置的配置和操作的视图。

图4是示意性地示出在根据本公开的实施例的电池soc估计装置中采用的用于更新单元的第一soc的接收时间和第二soc的接收时间的视图。

图5是用于示意性地说明根据本公开的实施例的用于估计电池的soc的方法的流程图。

具体实施方式

在下文中,将参考附图详细描述本公开的优选实施例。在描述之前,应当理解,说明书和所附权利要求中使用的术语或词语不应被解释为限于一般和词典含义,而是基于发明人为了最佳解释而被允许以合适地限定术语的原则,基于对应于本公开的技术方面的含义和概念来解释。

因此,这里提出的描述仅是用于说明目的的优选示例,并非旨在限制本公开的范围,因此应当理解,可以在不脱离本公开的范围的情况下对其进行其他等同和修改。

图1是示意性地示出根据本公开的实施例的用于估计电池的soc的装置(在下文中,也称为“电池soc估计装置”)的功能性配置的框图。此外,图2是示意性地示出根据本公开的实施例的在电池soc估计装置处采用的组件的操作的视图。

参考图1和图2,根据本公开的电池soc估计装置可包括测量单元300、第一核心单元100和第二核心单元200。

测量单元300可以测量电池的状态信息。这里,电池的状态信息可以意指与电池的物理或化学状态有关的各种类型的信息。此外,测量单元300可以是可以通过传感器等直接测量的信息。

例如,测量单元300可以测量电池的电流作为电池的状态信息。也就是说,测量单元300可以测量当电池充电或放电时在电池的充电和放电路径中流动的充电电流或放电电流的大小。在这种情况下,测量单元300可以使用设置在电池处的电流传感器来测量电池的电流。

而且,测量单元300可以测量电池的电压作为电池的状态信息。这里,测量单元300可以测量电池的端子电压或二次电池的端子电压。特别地,电池可包括多个二次电池。在这种情况下,测量单元300可以测量所有二次电池两端的电压或测量一些二次电池两端的电压。

另外,测量单元300可以测量电池的温度作为电池的状态信息。例如,电池可以包括诸如热敏电阻的温度感测元件,并且测量单元300可以通过使用温度感测元件来测量电池的温度。特别地,测量单元300可以测量电池的外部或内部温度。例如,测量单元300可以测量设置在电池内部的二次电池的温度。

优选地,测量单元300可以测量电池的电流、电压和温度中的至少一个作为电池的状态信息。

如果测量了电池的状态信息,则测量单元300可以将测量的状态信息发送到第一核心单元100和第二核心单元200。即,如图2中的箭头a11和a21所指示的,由测量单元300的状态信息测量结果可以被输入到第一核心单元100和第二核心单元200的输入端子。此时,发送到第一核心单元100的状态信息和发送到第二核心单元200的状态信息可以彼此相同或彼此不同。例如,测量单元300可以将电池的电流、电压和温度测量结果发送到第一核心单元100和第二核心单元200两者。

第一核心单元100和第二核心单元200可以分别接收由测量单元300测量的电池的状态信息(图2中的a11和a21)。具体地,第一核心单元100和第二核心单元200可以由不同的核心制成。此外,第一核心单元100和第二核心单元200可以是在单个集成电路中设置的不同核心。因此,根据本公开的电池soc估计装置可以被认为包括多核的设备。例如,根据本公开的电池soc估计装置可以实现为电池管理系统(bms)。此时,第一核心单元100和第二核心单元200可以被认为是设置在bms的微控制器单元(mcu)处的多核。

第一核心单元100和第二核心单元200可以分别基于从测量单元300接收的电池的状态信息来估计电池的soc。这里,电池的soc意指电池的充电状态。也就是说,第一核心单元100和第二核心单元200可以通过各个计算过程分别估计电池的充电状态。

此时,第一核心单元100和第二核心单元200可以在估计电池的soc中使用电池建模技术。具体地,第一核心单元100和第二核心单元200可以使用不同的建模技术来估计电池的soc。在本说明书中,为了将建模技术彼此区分,由第一核心单元100使用的电池建模技术被称为第一电池建模技术,由第二核心单元200使用的电池建模技术被称为第二电池建模技术。

第一电池建模技术和第二电池建模技术是用于估计具有非线性特性的电池的状态的电池建模技术,并且可以包括在提交本申请时使用的各种建模技术。例如,电池建模技术可以包括电路模型、电化学模型、分析模型和随机模型。每种电池建模技术在提交本申请时是众所周知的,这里不再详细描述。

在本公开中,第一电池建模技术和第二电池建模技术彼此不同。换句话说,第一核心单元100和第二核心单元200通过使用不同的电池建模技术来估计soc。

更具体地,第一核心单元100可以基于由测量单元300测量的电池的状态信息,通过应用第一电池建模技术来估计电池的soc(图2中的箭头a12)。此时,由第一核心单元100估计的电池的soc在本说明书中被称为第一soc。换句话说,第一核心单元100可以被认为使用第一电池建模技术估计第一soc。

此外,第一核心单元100可以在估计第一soc中使用递归函数。也就是说,第一核心单元100可以通过使用在前一循环中估计的第一估计soc值来估计当前第一soc值。例如,如图2中的箭头a13所指示的,第一核心单元100可以通过反馈第一估计soc值作为第一核心单元100的输入值来使用第一估计soc值。也就是说,第一核心单元100可以通过使用前一循环的第一soc估计结果来估计下一循环的第一soc值。

另外,第二核心单元200可以基于由测量单元300测量的电池的状态信息,通过应用第二电池建模技术来估计电池的soc(图2中的箭头a22)。此时,由第二核心单元200估计的电池的soc在本说明书中被称为第二soc。也就是说,第二核心单元200可以被认为使用第二电池建模技术估计第二soc。

同时,第二核心单元200可以在估计第二soc中使用第一soc。也就是说,如果估计了第一soc,则第一核心单元100可以将对应的结果发送到第二核心单元200,并且第二核心单元200可以基于所发送的第一soc来估计第二soc,如图2的箭头a14所指示。例如,第二核心单元200可以基于先前计算的第一估计soc值来计算当前第二估计soc值。

第二核心单元200可以将估计的第二soc发送到第一核心单元100。另外,第一核心单元100可以通过反映如上所述的由第二核心单元200发送的第二soc来估计电池的第一soc。

也就是说,如图2中的箭头a23所指示的,如果第二核心单元200通过第二电池建模技术估计第二soc,则第二核心单元200可以将第二估计soc值作为输入参数输入到第一核心单元100的输入端子。然后,第一核心单元100可以通过使用输入的第二估计soc值来估计第一soc。另外,如上估计的第一soc的估计结果可以被输出作为当前最终估计soc值(图2中的箭头a12)。换句话说,如果通过反映第二soc的估计结果来估计第一soc,则可以将第一soc的估计结果确定为电池的最终估计soc值。另外,所确定的电池的最终估计soc值可以存储在电池soc估计装置中,或者可以被提供给诸如车辆的ecu的另一外部设备。此外,如上提供的电池的最终估计soc值可以稍后再次用于估计电池的soc,或者可以用于向用户等提供相关信息。

优选地,第二电池建模技术可以具有比第一电池建模技术相对更长的计算时间。换句话说,假设核心具有相同的性能,与第二电池建模技术相比,第一电池建模技术具有相对短的计算时间。这意指与第一电池建模技术相比,第二电池建模技术具有复杂的计算和更好的精度。在电池建模技术中,如果计算复杂,则可能应用更长的计算时间和更多的负荷,但通常确保更高的精度。

因此,在这种情况下,与第一核心单元100相比,第二核心单元200可以被认为通过使用具有相对高精度的电池建模技术来估计soc。因此,与第一核心单元100相比,第二核心单元200可以被认为估计更接近实际值的soc。

具体地,第一核心单元100可以使用电路模型作为第一电池建模技术,并且第二核心单元200可以使用电化学模型作为第二电池建模技术。

这里,电路模型是通过电路的配置对电池的输入和输出特性建模的技术,并且可以通过根据电池的类型改变设备配置来实现。具体地,电路模型可以通过对等效电路建模来实现。电路模型具有计算过程相对简单,不需要长时间用于计算,并且没有很大地施加用于计算的负荷的优点。然而,电路模型具有略低的精度。

同时,电化学模型是基于电池内部发生的化学反应对电池的特性建模的技术。电化学模型的代表性示例是doyle-fuller-newman(dfn)模型。dfn模型可以对多孔电极中存在的锂离子浓度的时间和空间变化、电位、嵌入动力学、以及固相电极和溶液相电解质的电流密度等建模。电化学模型具有高精度的优点

在提交本申请时,已知使用电路模型和电化学模型来估计电池的soc的方法,并且因此这里将不再详细描述。

根据本公开的实施例,第二核心单元200可以通过使用诸如dfn模型的电化学模型获得具有高精度的估计soc值(第二soc)。另外,第一核心单元100可以通过将具有高精度的第二核心单元200的soc估计结果(第二soc)反映到输入参数来增加soc(第一soc)的估计精度。

优选地,第一核心单元100可以周期性地接收第二soc。也就是说,第二核心单元200可以周期性地将第二soc的估计结果发送到第一核心单元100。另外,第一核心单元100可以通过反映发送的第二soc来估计第一soc。例如,如图2中的箭头a23所指示的,第一核心单元100可周期性地从第二核心单元200接收第二soc值,并且每当周期性地接收到第二soc值时,第一核心单元100可通过使用第二soc值来估计第一soc值。

例如,第一核心单元100可以将从第二核心单元200发送的第二soc值识别为电池的实际soc值或者与其接近的值,并且可以基于所发送的soc值来校正第一soc值。

具体地,从第二核心单元200发送的第二soc值可以比由第一核心单元100估计的第一soc值更精确。因此,第一核心单元100可以周期性地接收具有高精度的第二soc值并在soc估计中反映接收的第二soc值。因此,第一核心单元100可以周期性地防止第一soc估计的误差增加,从而改进soc估计的精度。

此外,第一核心单元100可以周期性地测量第一soc。例如,第一核心单元100可以每t1(第一循环)测量第一soc一次。此时,第一核心单元100可以基于在前一循环中测量的反馈第一soc来估计当前循环的第一soc。

例如,如果第一核心单元100以0.2s(秒)的循环估计第一soc,则可以认为在t=0s、0.2s、0.4s、0.6s、……的时间点处估计第一soc。此时,第一核心单元100可以使用在恰好前一步骤中估计的第一soc值,以便估计当前循环(当前时间点)的第一soc值。例如,在t=0.4s的时间点处,第一核心单元100可以接收在在作为正好前一循环的t=0.2s的时间点处估计的反馈第一soc值,并且使用第一soc值作为输入值(参见图2的箭头a13)。

另外,第二核心单元200可以周期性地测量第二soc。例如,第二核心单元200可以每t2(第二循环)测量第二soc一次。这里,第二核心单元200可以在比第一核心单元100的第一soc估计循环更长的循环中估计第二soc。也就是说,第二核心单元200的第二循环t2可以被设置为比第一核心单元100的第一循环t1更长。

例如,如果第一核心单元100如在该实施例中每0.2s估计第一soc,则第二核心单元200可以以例如每3s的更长的循环估计第二soc。在这种情况下,第二核心单元200可以每3s将第二soc估计结果发送到第一核心单元100一次。然后,第一核心单元100通过使用每0.2s自计算的前一值来估计第一soc,并且还每3s通过使用由第二核心单元200计算的第二soc来估计第一soc一次。也就是说,第一核心单元100在每0.2s估计soc并且提供其结果值,并且可以每3s将soc估计结果校正为更接近实际值一次。

根据本公开的该配置,由于用于估计soc的核心的循环被不同地设置,因此可以更有效地估计soc。具体地,就配置而言,由于为具有复杂计算和重负荷的建模设置了更长的循环,因此可以防止对应的核心过负载。同时,为执行相对简单的计算的核心设置相对短的循环,使得可以快速更新soc估计。另外,这可以导致soc估计的精度的提高。

换句话说,根据该配置,第一核心单元100可以通过使用相对简单的电池建模技术以小的计算负荷来快速估计soc,使得可以通过第二核心单元200周期性地补偿略低的精度。相反,与第一核心单元100相比,第二核心单元200使用相对复杂的电池建模技术。例如,如果第二核心单元200使用电化学模型,则应该计算在数学上是复杂的偏微分方程、常微分方程等。因此,大的负荷和长的时间被应用于计算。然而,由于电化学模型的计算循环长,因此可能不会对第二核心单元200施加大的计算负荷。此外,如果第二核心单元200的计算循环长,则可以防止由第二核心单元200的过度功耗。如上所述,根据本公开的实施例,多个核心的交互可以在确保优点的同时补偿每个核心的缺点,从而最大化电池soc的估计效率。

更优选地,根据本公开的电池soc估计装置还可以包括如图1所示的更新单元400。

更新单元400可以周期性地发送第二核心单元200的第二soc估计结果作为第一核心单元100的输入值。例如,更新单元400可以每3秒将第二soc估计结果输入到第一核心单元100一次。将参考图3更详细地描述更新单元400的操作。

图3是示意性示出根据本公开的另一实施例的电池soc估计装置的配置和操作的视图。将主要基于与前面实施例不同的特征来描述图3中描绘的实施例,并且将不再详细描述与前面实施例相同或相似的特征。

参考图3,可以将诸如电压(v)、电流(i)和温度(t)的电池的状态信息输入到第二核心单元200以计算第二soc。另外,如上所述计算的第二soc可以被输入到更新单元400,如图3中的箭头b2所指示的。

然后,更新单元400可以发送从第二核心单元200输入的第二soc值作为第一核心单元100的输入值,如图3中的箭头b3所指示的。因此,第一核心单元100可以使用由更新单元400输入的第二soc值来估计下一循环中的第一soc。

另外,可以将第一soc的计算结果发送到更新单元400。也就是说,如果第一核心单元100计算了第一soc,则第一核心单元100可以将第一soc计算结果发送到更新单元400,如图3中的箭头b1所指示的。然后,更新单元400可以发送第一soc计算结果作为第一核心单元100的输入值(b3),使得第一核心单元100可以基于前一循环的soc来估计下一循环的soc。

具体地,更新单元400可以一起接收第一核心单元100的第一soc估计结果和第二核心单元200的第二soc估计结果。在这种情况下,更新单元400可以将最近接收的估计结果发送到第一核心单元100。这将参考图4更详细地描述。

图4是示意性示出在根据本公开的实施例的电池soc估计装置中采用的更新单元400的第一soc的接收时间和第二soc的接收时间的图。在图4中,水平线是时间轴。这里,位于时间轴上方的箭头指示第一soc的接收,时间轴下方的箭头指示第二soc的接收。也就是说,c1至c5表示更新单元400的第一soc的接收时间,并且d1表示更新单元400的第二soc的接收时间。

参考图4,更新单元400的第一soc的接收循环以0.2s为单位,并且可以认为分别在t=3.0、3.2、3.4、3.6、3.8s的时间点将第一估计的soc值发送到更新单元400(c1至c5)。另外,在图4中,可以认为在t=3.0s的时间点将第二soc发送到更新单元400(d1)。

如果当前时间在t=3.8s之后,则更新单元400可以将在作为最新接收信息的t=3.8s的时间点的第一soc估计结果(c5)发送到第一核心单元100作为更新信息。

同时,如果更新单元400同时接收到最近的第一soc估计结果和第二soc估计结果,则更新单元400可以将第二soc估计结果输入到第一核心单元100作为更新信息。

例如,在图4的实施例中,如果当前时间恰好在t=3.0s之后,则更新单元400可以分别发送来自第一核心单元100和第二核心单元200的在t=3.0s的时间点的第一soc估计结果(c1)和第二soc估计结果(d1)。在这种情况下,更新单元400可以将第二soc估计结果(d1)发送到第一核心单元100,以用于估计下一循环的第一soc。例如,更新单元400可以将在t=3.0s的时间点的第二soc估计结果(d1)发送到第一核心单元100,并且第一核心单元100可以基于在t=3.0s的时间点的第二soc估计结果(d1)来估计在t=3.2s的时间点的第一soc(c2)。也就是说,如果存在相同时间点的第一soc估计结果和第二soc估计结果,则更新单元400可以与第一soc估计结果相比优选第二soc估计结果。第二soc估计结果可以基于具有比第一soc估计结果更高的精度的电池建模技术。在这种情况下,在相同时间点第二soc估计结果比第一soc估计结果更接近实际值。

同时,尽管在该实施例中已经说明了更新单元400仅将第一soc估计结果和第二soc估计结果中的一个发送到第一核心单元100,但是本公开不限于此。例如,更新单元400可以通过使用第一soc估计结果和第二soc估计结果两者来导出新的值,并且将导出的值输入到第一核心单元100作为更新信息。

具体地,如果第一soc估计结果的最终接收时间晚于第二soc估计结果的最终接收时间,则更新单元400可以一起反映最新的第二soc估计结果和最新的第一soc估计结果以配置要发送到第一核心单元100的更新信息。也就是说,更新单元400可以通过使用最近接收的第一soc估计结果的值和最近接收的第二soc估计结果的值来导出新的soc值(更新soc)。另外,更新单元400将导出的更新soc值发送到第一核心单元100,并且第一核心单元100可以使用更新soc值作为前一循环的soc值来估计下一循环的第一soc。

例如,在图4的实施例中,如果当前时间是t=3.3s的时间点,则可以认为将第二soc估计结果从第二核心单元200发送到更新单元400的最后时间点是t=3.0s,并且将第一soc估计结果从第一核心单元100发送到更新单元400的最后时间点是t=3.2s。在这种情况下,更新单元400可以通过使用在t=3.2s的时间点的第一soc估计结果(c2)和在t=3s的时间点的第二soc估计结果(d1)两者来导出新的soc估计结果和更新soc。另外,更新单元400可以将导出的更新soc输入到第一核心单元100作为更新信息。

根据本公开的该配置,即使第一soc是最近估计的,由于一起反映具有相对高精度的第二soc估计结果,因此第一核心单元100的soc估计的精度可以被进一步改进。

此外,更新单元400可以根据第一soc的接收时间和第二soc的接收时间之间的时间差赋予不同的权重。例如,更新单元400可以被配置为使得当第一soc的接收时间与第二soc的接收时间之间的时间差更大时,在第一soc之前接收的第二soc的估计结果被更少地反映。

例如,在图4的实施例中,与当前时间是t=3.3s的情况相比,当前时间是t=3.5s时的第二soc的反映率可以更低。如果当前时间是t=3.3s,则第一soc的最新值接收时间(t=3.2s)与第二soc的最新值接收时间(t=3.0s)之间的时间差可以被认为是0.2s。另外,如果当前时间是t=3.5s,则第一soc的最新值接收时间(t=3.4s)与第二soc的最新值接收时间(t=3.0s)之间的时间差可以是被认为是0.4s。在这种情况下,当更新单元400导出更新soc时,在t=3.5的时间点的第二soc的反映率可以低于在t=3.3s的时间点的第二soc的反映率。根据本公开的该配置,由于通过反映最新估计的第二soc来构造更新soc并且根据第二soc的估计时间不同地赋予可靠性,因此可以更精确地估计soc。

同时,图3描绘了作为第一核心单元100和第二核心单元200的输入值的电压(v)、电流(i)和温度(t)。然而,这仅是示例,并且可以将除了v、i和t之外的各种输入因子输入到第一核心单元100和第二核心单元200,以通过使用电池建模技术来估计soc。例如,如果第二核心单元200通过使用电化学模型估计第二soc,则除了v、i和t之外,可以输入诸如单元单体的尺寸、扩散系数和初始浓度的初始值来计算偏微分等式。

另外,根据本公开的电池soc估计装置还可以包括如图1所示的存储器单元500。

存储器单元500可以存储根据本公开的电池soc估计装置的每个组件的操作所需的各种信息或者由每个操作导出的信息。例如,存储器单元500可以存储由第一核心单元100获得的第一soc估计结果、由第二核心单元200获得的第二soc估计结果、由测量单元300获得的电池状态信息测量结果等。另外,存储器单元500可以存储第一核心单元100和/或第二核心单元200导出soc所需的各种信息。具体地,第一核心单元100和第二核心单元200可以通过不同的电池建模技术来计算soc,并且存储器单元500可以存储第一核心单元100和第二核心单元200执行电池建模技术以计算soc所需的各种信息。此外,存储器单元500可以存储应用电池soc估计装置的电池的各种规格信息。

另外,存储器单元500可以将存储的信息发送到根据本公开的电池soc估计装置的每个组件,例如,第一核心单元100、第二核心单元200和更新单元400。

同时,在上面的实施例中已经说明了电路模型用作第一电池建模技术,并且电化学模型用作第二电池建模技术。然而,第一核心单元100和第二核心单元200可以通过使用各种电池建模技术来估计soc。也就是说,第一核心单元100和第二核心单元200可以在电路模型、电化学模型、分析模型和化学模型中使用不同的建模技术作为第一电池建模技术和第二电池建模技术。然而,由于第二核心单元200比第一核心单元100更复杂,所以即使计算所需的时间长,第二核心单元200可以使用具有高精度的电池建模技术。例如,第一核心单元100可以使用电路模型作为第一电池建模技术,并且第二核心单元200可以使用随机模型作为第二电池建模技术。

根据本公开的电池soc估计装置可以被包括在电池组中包括的电池管理系统(bms)中。也就是说,根据本公开的电池管理系统可以包括根据上述的本公开的电池soc估计装置。在这种情况下,bms的mcu可以被配置为具有至少两个核心的多核,并且第一核心单元100和第二核心单元200可以由mcu的不同核心实现。

此外,根据本公开的电池组可以包括根据上述的本公开的电池soc估计装置。在这种情况下,电池soc估计装置可以被包括在设置在电池组中的bms中或单独的设备中。另外,除了电池soc估计装置之外,根据本公开的电池组可以包括安装有诸如继电器和保险丝的各种电气组件的电气板、其中多个二次电池堆叠的电池模块、用于容纳电池模块和电气板的包装盒等。

此外,根据本公开的车辆可包括根据上述的本公开的电池soc估计装置。在这种情况下,电池soc估计装置可以被包括在电池组中。替代地,电池soc估计装置的至少一部分可以实现为电池组外部的另一设备。

图5是用于示意性地示出用于根据本公开的实施例的估计电池的soc的方法的流程图。在图5中,每个步骤的主题可以是电池soc估计装置的每个组件。

如图5所示,在根据本公开的用于估计电池的soc的方法中,首先,可以测量电池的状态信息(s110)。这里,电池的状态信息可以包括电池的电流、电压、温度等。

另外,可以基于在步骤s110中测量的电池的状态信息通过应用第一电池建模技术来估计电池的第一soc(s120)。此外,可以基于在步骤s110中测量的电池的状态信息通过应用第二电池建模技术来估计电池的第二soc(s130)。这里,第二电池建模技术可以使用与第一电池建模技术不同类型的电池模型。

具体地,与第一电池建模技术相比,第二电池建模技术具有相对复杂的计算并且花费长的计算时间,但是其soc估计的精度可以相对较高。例如,在步骤s120中,可以使用电路模型估计第一soc,并且在步骤s130中,可以使用电化学模型来估计第二soc。

接下来,可以基于在步骤s120中估计的第一soc和在步骤s130中估计的第二soc中的至少一个来估计下一循环的第一soc(步骤s140)。具体地,在步骤s140中,可以周期性地接收在步骤s130中估计的第二soc值,并将其用于估计下一循环的第一soc。

此外,可以周期性地执行步骤s120和步骤s130。此时,步骤s130中的第二soc估计循环可以比步骤s120中的第一soc估计循环更长。

另外,在步骤s140中,可以使用在步骤s120中估计的第一soc和在步骤s130中估计的第二soc的最新估计值——即,最近估计的值——来估计下一步骤的第一soc。

已经详细描述了本公开。然而,应该理解的是,尽管指示了本发明的优选实施例,但仅以说明的方式给出详细描述和具体实施,因为在本公开范围内的各种改变和修改根据该详细描述对于本领域技术人员而言将变得显而易见。

参考标识

100:第一核心单元

200:第二核心单元

300:测量单元

400:更新单元

500:存储器单元

当前第1页1 2 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1